Struktura, lastnosti, nomenklatura žveplove kisline, uporabe



The  žveplove kisline je oksacid, ki nastane z raztapljanjem žveplovega dioksida, SO2, v vodi Je šibka in nestabilna anorganska kislina, ki ni bila zaznana v raztopini, ker je reakcija njene tvorbe reverzibilna in kislina se hitro razgradi v reaktantih, ki so jo proizvedli (SO).2 in H2O).

Molekula žveplove kisline je bila trenutno zaznana le v plinski fazi. Konjugirane baze te kisline so skupni anioni pod oblikami sulfitov in bisulfitov.

Ramanov spekter raztopin SO2 prikazuje samo signale zaradi molekule SO2 in bisulfitni ion, HSO3-, v skladu z naslednjim stanjem:

SO2    +  H2O    <=> HSO3-     +       H+

To kaže, da s pomočjo Ramanovega spektra ni mogoče zaznati prisotnosti žveplove kisline v raztopini žveplovega dioksida v vodi..

Ko je izpostavljen atmosferi, se hitro spremeni v žveplovo kislino. Žveplova kislina se reducira v vodikov sulfid z delovanjem razredčene žveplove kisline in cinka.

Poskus koncentracije SO raztopine2 Z izhlapevanjem vode, da dobimo žveplovo kislino brez vode, ni prišlo do nobenega rezultata, ker se kislina hitro razgradi (obrne reakcijo tvorbe), zato kisline ni mogoče izolirati..

Indeks

  • 1 Naravna tvorba
  • 2 Struktura
    • 2.1 Izolirana molekula
    • 2.2 Molekula, obdana z vodo
    • 2.3 SO2 H nH2O
  • 3 Fizikalne in kemijske lastnosti
    • 3.1 Molekularna formula
    • 3.2 Molekulska masa
    • 3.3 Videz telesa
    • 3.4 Gostota
    • 3.5 Gostota hlapov
    • 3.6 Korozivnost
    • 3.7 Topnost v vodi
    • 3.8 Občutljivost
    • 3.9 Stabilnost
    • 3.10 Konstanta kislosti (Ka)
    • 3.11 pKa
    • 3,12 pH
    • 3.13 Plamenišče
    • 3.14 Razgradnja
  • 4 Nomenklatura
  • 5 Sinteza
  • 6 Uporabe
    • 6.1 O lesu
    • 6.2 Sredstvo za razkuževanje in belilo
    • 6.3 Sredstva za konzerviranje
    • 6.4 Druge uporabe
  • 7 Reference

Naravna tvorba

Žveplova kislina nastane v naravi s kombinacijo žveplovega dioksida, produkta delovanja velikih tovarn, z atmosfersko vodo. Zato se šteje kot vmesni produkt kislega dežja, ki povzroča veliko škodo kmetijstvu in okolju.

Njegova kislinska oblika v naravi ni uporabna, običajno pa se pripravlja v natrijevih, kalijevih, sulfitnih in bisulfitnih solih.

Sulfit nastaja endogeno v telesu kot posledica presnove aminokislin, ki vsebujejo žveplo. Prav tako se sulfit proizvaja kot produkt fermentacije hrane in pijače. Sulfit je alergen, nevrotoksičen in metabotoksičen. Metabolizira ga encim sulfit oksidaza, ki ga pretvori v sulfat, neškodljivo spojino.

Struktura

Izolirana molekula

Strukturo izolirane molekule žveplove kisline v plinastem stanju vidimo na sliki. Rumena krogla v središču ustreza atomu žvepla, rdečim atomom kisika in belim atomom vodika. Njegova molekularna geometrija okoli S-atoma je trigonalna piramida, pri čemer O-osno črta bazo.

Nato v plinastem stanju molekul H2SO3 lahko štejemo za drobne trigonalne piramide, ki plavajo v zraku, ob predpostavki, da je dovolj stabilna, da traja nekaj časa brez reagiranja.

Struktura pojasnjuje, od kod prihajajo dva kisla vodika: hidroksilne skupine, vezane na žveplo, HO-SO-OH. Zato za to spojino ni pravilna predpostavka, da je eden od kislinskih protonov, H+, se sprosti iz atoma žvepla, H-SO2(OH).

Obe OH skupini dopuščata interakcijo žveplove kisline preko vodikovih vezi, poleg tega pa je kisik S = O vezave vodikov akceptor, ki pretvarja H2SO3 dober donor in akceptor takih mostov.

Glede na zgoraj navedeno je H2SO3 kondenzirati v tekočini, tako kot žveplova kislina,2SO4. Vendar pa to ni tako.

Molekula obdana z vodo

Do danes ni bilo mogoče dobiti brezvodne žveplove kisline, to je H2SO3(l); medtem ko je H2SO4(ac), po drugi strani pa se po dehidriranju pretvori v brezvodno obliko, H2SO4(l), ki je gosta in viskozna tekočina.

Ob predpostavki, da je molekula H2SO3 ostane nespremenjena, nato pa se bo v veliki meri raztopila v vodi. Interakcije, ki bi urejale omenjene vodne raztopine, bi bile spet vodikovi mostovi; vendar pa obstajajo tudi elektrostatične interakcije, ki izhajajo iz ravnotežja hidrolize:

H2SO3(ac) + H2O (l) <=> HSO3-(ac) + H3O+(ac)

HSO3-(ac) + H2O (l) <=> SO32-(ac) + H3O+

Sulfitni ion, SO32- zgoraj bi bila ista molekula, vendar brez belih kroglic; in hidrogensulfit (ali bisulfit) ion, HSO3-, ohranja belo kroglo. Neskončnosti soli lahko nastanejo iz obeh anionov, nekatere bolj nestabilne kot druge.

V resnici je bilo potrjeno, da je izjemno majhen del raztopin sestavljen iz H2SO3; razložena molekula ni tista, ki neposredno vpliva na molekule vode. Razlog za to je, ker trpi razpad, ki izvira iz SO2 in H2Ali, ki je termodinamično ugodna.

SO2∙nH2O

Resnična struktura žveplove kisline je sestavljena iz molekule žveplovega dioksida, ki jo obdaja vodna krogla, sestavljena iz n molekul..

Torej, izjave2, katerih struktura je kotna (tip bumeranga) poleg svoje vodne krogle, odgovorna za kisle protone, ki označujejo kislost:

SO2H nH2O (ac) + H2O (l) <=> H3O+(ac) + HSO3-(ac) + nH2O (l)

HSO3-(ac) + H2O (l) <=> SO32-(ac) + H3O+

Poleg tega ravnovesja obstaja tudi ravnovesje topnosti za SO2, katerih molekula lahko uide iz vode v plinsko fazo:

SO2(g) <=> SO2(ac)

Fizikalne in kemijske lastnosti

Molekularna formula

H2SO3

Molekularna teža

82,073 g / mol.

Fizični izgled

Je brezbarvna tekočina, z vonjem po začinjenem žveplu.

Gostota

1,03 g / ml.

Gostota pare

2.3 (glede na zrak, ki je vzet kot 1)

Jedkost

Je jedka za kovine in tkanine.

Topnost v vodi

Meša se z vodo.

Občutljivost

Občutljiv je na zrak.

Stabilnost

Stabilna, vendar nezdružljiva z močnimi bazami.

Konstanta kislosti (Ka)

1,54 x 10-2

pKa

1.81

pH

1,5 na lestvici pH.

Vžigalna točka

Ni vnetljivo.

Razgradnja

Ko se segreje žveplena kislina lahko razpade, oddaja strupeni dim žveplovega oksida.

Nomenklatura

Žveplo ima naslednje valence: ± 2, + 4 in +6. Iz formule H2SO3, izračunamo, kakšna je valenca ali oksidacijsko število, ki ga ima žveplo v spojini. Če želite to narediti, je dovolj, da rešite algebrsko vsoto:

2 (+1) + 1v + 3 (-2) = 0

Ker je nevtralna spojina, mora biti vsota nabojev atomov, ki jo sestavljajo 0. Če za zgoraj navedeno enačbo rešimo v, imamo:

v = (6-2) / 1

Tako je v enako +4. To pomeni, da žveplo sodeluje z drugo valenco in v skladu s tradicionalno nomenklaturo je treba pripeti ime -oso. Iz tega razloga v H2SO3 znan je kot žveplova kislinamedved.

Še en hitrejši način za določitev te valence je primerjava H2SO3 s H2SO4. V H2SO4 žveplo ima valenco +6, tako da, če je odstranjen O, valenca pade na +4; in če je druga odstranjena, se valenca spusti na +2 (kar bi veljalo za kislino hipožveplomedved, H2SO2).

Čeprav manj znana, H2SO3 po nomenklaturi staleža se lahko imenuje tudi trioksosulfurna kislina (IV).

Sinteza

Tehnično se tvori s sežiganjem žvepla v obliki žveplovega dioksida. Nato se raztopi v vodi, da nastane žveplena kislina. Vendar je reakcija reverzibilna in kislina se hitro razgradi nazaj v reaktante.

To pojasnjuje, zakaj v vodni raztopini ni žveplove kisline (kot je navedeno v poglavju o njeni kemijski strukturi)..

Uporabe

Na splošno se uporaba in uporaba žveplove kisline, ker njena prisotnost ne more odkriti, nanaša na uporabe in uporabe raztopin žveplovega dioksida ter baz in soli kisline..

V les

V sulfitnem postopku se lesna celuloza proizvaja v obliki skoraj čistih celuloznih vlaken. Za ekstrakcijo lignina iz lesnih sekancev se uporablja več soli žveplove kisline, pri čemer se uporabljajo visokotlačne posode, imenovane digistorji..

Soli, ki se uporabljajo v postopku pridobivanja celuloze iz lesa, so sulfit (SO32-) ali bisulfit (HSO)3-), odvisno od pH. Števec ion je lahko Na+, Ca2+, K+ ali NH4+.

Sredstvo za razkuževanje in belilo

-Žveplova kislina se uporablja kot razkužilo. Uporablja se tudi kot blago belilo, zlasti za materiale, občutljive na klor. Poleg tega se uporablja kot zobna belila in aditiv za živila.

-Je sestavina različnih kozmetičnih izdelkov za nego kože in je bila uporabljena kot pesticidni element pri odstranjevanju podgan. Odpravlja madeže, ki jih povzročajo vina ali sadje v različnih tkaninah.

-Služi kot antiseptik, saj je učinkovit pri preprečevanju okužb kože. V nekaterih trenutkih je bila uporabljena pri fumigacijah za razkuževanje ladij, stvari bolnih žrtev epidemij itd..

Sredstvo za konzerviranje

Žveplova kislina se uporablja kot konzervans za sadje in zelenjavo in preprečuje fermentacijo pijač, kot so vino in pivo, ki je antioksidant, antibakterijski in fungicidni element..

Druge uporabe

-Žveplova kislina se uporablja pri sintezi zdravil in kemičnih izdelkov; pri proizvodnji vina in piva; rafiniranje naftnih derivatov; in se uporablja kot analitični reagent.

-Bisulfit reagira s pirimidinskimi nukleozidi in se doda dvojni vezi med položajem 5 in 6 pirimidina, pri čemer spremeni vez. Bisulfitno transformacijo uporabimo za testiranje sekundarnih ali višjih struktur polinukleotidov.

Reference

  1. Wikipedija. (2018). Žveplova kislina. Vzpostavljeno iz: en.wikipedia.org
  2. Nomenklatura kislin. [PDF] Vzpostavljeno iz: 2.chemistry.gatech.edu
  3. Voegele F. Andreas & col. (2002). O stabilnosti žveplove kisline (H2SO3) in njena dimera. Chem. Eur. J. 2002. 8, št.
  4. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija (Četrta izdaja., Stran 393). Mc Graw Hill.
  5. Calvo Flores F. G. (s.f.). Formulacija anorganske kemije. [PDF] Vzpostavljeno iz: ugr.es
  6. PubChem. (2018). Žveplova kislina. Vzpostavljeno iz: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  7. Steven S. Zumdahl. (15. avgust 2008). Oxyacid Enciklopedija Britannica. Vzpostavljeno iz: britannica.com